瑞士Idonus离子注入的表面处理

特点和优点

基于离子注入的表面改性Hardion™是一种破坏性技术，可增强固体零件的物理和化学性质。离子注入是一个冷过程，其潜在现象发生在原子尺度上，并涉及多种效应（例如，纳米锤击，纳米结构化，致密化，织构化，重新合金化，非晶化，网状化……）。

举个最抢手的效果为例，可以使用离子注入来提高表面硬度，减少摩擦损耗，限制磨损，提高耐腐蚀性或改变材料的光学特性。

• 应用范围：摩擦学（磨损，摩擦），腐蚀，电子（导电性增强），生物医学（生物相容性植入物），光学，装饰性着色，…
• 可加工零件：
  • 适用于大多数材料–特别适用于金属（钛合金，碳化钨，钢，不锈钢，铝，金，黄铜和其他铜合金，…）聚合物 / 弹性体（PTFE，PEEK，PMMA，Viton®等），以及  硅
  • 2D或3D –板或三维物体安装在电动平台上
  • 微型或中型组件（例如手表零件，切削工具）
• 植入气体：我们使用安全且环保的气体。即，注入的原子种类是氮（N），氧（O），碳（C），氢（H），氦（He）和氩（Ar）。

案例研究：离子注入特别适合于锐利边缘的硬化，可以设想替代或与常规涂层结合使用。碳化钨的Hardion™氮化处理显着提高了切削工具的耐磨性。好处超出了已处理工具的使用寿命，因为由此带来的生产率提高可能变得可观。

简而言之的技术

经受离子束作用的基材在内部进行了改性 –与涂层不同，涂层是在表面顶部沉积一层薄薄​​的材料，而离子注入则通过对材料进行原子重新排列来修饰被处理部件的表面。

小型CERN –我们使用电子回旋共振（ECR）离子源产生带正电的离子束。ECR离子源是70年代由CEA（法国商业能源协会）的Richard Geller发明的。此后，技术得到了极大的改进，现在已知ECR离子源是产生多电荷离子束的最有效的方法。在CERN，LINAC3（^第三代线性加速器）是物理实验中使用的离子的起点。在这种最先进的装置中，人们可以找到一种ECR离子源，该离子源可用于加速重铅离子。我们的ECR离子源是该系统的微型版本，但其工作原理是相同的。

处理过程 –将要处理的零件安装在电动平台上，该平台位于离子束的直接视线内的高真空室内。使用主动冷却，我们确保在整个过程中零件保持在100°C以下。当能量水平为百keV左右时，带正电的离子会朝部件加速并穿透其表面。穿透深度通常在微米（1μm）的范围内，而其作用则远远超出了植入深度。

该图显示了离子注入的工作原理。我们的表面处理设备基于电子回旋共振（ECR）技术。具有多个能级的带正电的离子会渗透到处理过的零件内部，并改变其物理和化学性质。

Hardion™是通过离子注入进行表面处理的技术商标。
idonus已从QuertechIngénierieSA获得了使用，推广和开发hardion™技术的许可。